CZ293615B6

CZ293615B6 - Balicí fólie

Info

Publication number: CZ293615B6
Application number: CZ19962670A
Authority: CZ
Inventors: Manfred Ing. Grünberger; Mink Paul Ing. De; Anton Ing. Wolfsberger
Original assignee: Pcd Polymere Gesellschaft M. B. H.
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 2004-06-16
Also published as: EP0765742A1; CZ267096A3; HUP9602675A3; HU217690B; ATE238907T1; JPH09131838A; HU9602675D0; EP0765742B1; CA2186678A1; PL316325A1; AT403266B; SK122196A3; HUP9602675A2; US5837369A; ATA160695A; DE59610396D1; ES2198454T3

Abstract

Balicí fólie sestává z uzavírací vrstvy (a) ze směsi z a.sub.1.n.) 40 až 80 hmotn. % směsi polymerů sestávající z a.sub.1.1.n.) 60 až 98 hmotn. % krystalického kopolymeru z propylenu s ethylenem a/nebo .alfa.- olefinem obecného vzorce CH.sub.2.n.=CH-R, přičemž R je lineární nebo rozvětvená alkylová skupina s 2 až 8 atomy uhlíku, obsahujícího 85 až 99,5 hmotn. % propylenu a a.sub.1.2.n.) 2 až 40 hmont. % elastického kopolymeru z ethylenu s propylenem a/nebo .alfa.- olefinem obecného vzorce CH.sub.2.n.=CH-R, přičemž R má shora uvedený význam, obsahujícího 20 až 70 hmotn. % ethylenu a a.sub.2.n.) 20 až 60 hmotn. % polymeru ethylenu a nosné vrstvy z vrstvy b.sub.1.n. z termoplastického polymeru nebo z vrstvy b.sub.1.n. a krycí vrstvy b.sub.2.n. z termoplastického polymeru nebo z papíru. Mezi vrstvami b.sub.1.n. a b.sub.2.n. je případně alespoň jedna adhezní vrstva b.sub.3.n.. Uzavírací vrstva po uzavření povrchu vzhledem k polypropylenové vrstvě je snímatelná silou nejvíce 15 N/15 mm.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká balicí fólie

Dosavadní stav techniky

Balicí fólie na bázi plastických hmot jsou z literatury již známé, poněvadž se většinou mohou lehce zpracovat, mají malou hmotnost, jsou stabilní proti vlivům okolí a jejich vzhled je možné značně měnit. Na balicí fólie jsou přitom kladeny různé nároky. Za prvé musí být pro dostatečnou ochranu baleného, případně zataveného zboží, zejména potravinářských a lékařských prostředků, dostatečně těsné a manipulace se zatavenými výrobky, zejména při dopravě, musí být dostatečně bezpečná, za další musí být při otevření obalu splněn požadavek lehkého sejmutí, přičemž balicí fólie se musí sejmout nejen lehce, nýbrž také definovaným způsobem, to znamená fólie se nesmí roztrhnout na místech, která proto nebyla stanovena. Jako třetí kriterium kromě toho musí mít balicí fólie dobrou zpracovatelnost, takže se fólie zataví při pokud možno nízkých teplotách a pokud možno s více různými fóliemi nebo tvarovými díly na bázi polypropylenu. Tato kriteria nemohou být dosud známými obaly, jaké jsou známé zEP 0178061 (B), EP 0292192 (B) nebo EP 588223 (Al), vždy dostatečně splněna, takže vzniká úkol vytvořit novou balicí fólii, která splňuje shora uvedená kriteria a oproti stavu techniky je charakterizována zlepšenou mechanickou stabilitou, vyšší těsností, lehčím sejmutím a jednoduchým zpracováním.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol se vyřeší balicí fólií podle vynálezu, jejíž vrstva určená k uzavření sestává ze směsi polymerů s polymerem ethylenu.

Předmětem předloženého vynálezu je balicí fólie, která sestává z uzavírací vrstvy (a) ze směsi z aú 40 až 80 hmotn. % směsi polymerů sestávající z au) 60 až 98 hmotn. % krystalického kopolymeru z propylenu s ethylenem a/nebo aolefmem obecného vzorce CH₂=CH-R, přičemž R je lineární nebo rozvětvená alkylová skupina s 2 až 8 atomy uhlíku, obsahujícího 85 až 99,5 hmotn. % propylenu a

ai ₂) 2 až 40 hmotn. % elastického kopolymeru z ethylenu s propylenem a/nebo a-olefínem obecného vzorce CH₂=CH-R, přičemž R má shora uvedený význam, obsahujícího 20 až 70 hmotn. % ethylenu a

a₂) 20 až 60 hmotn. % polymeru a nosné vrstvy b z vrstvy bi z termoplastického polymeru nebo z vrstvy bi a krycí z termoplastického polymeru nebo z papíru, přičemž mezi vrstvami bi a b₂ je případně alespoň jedna adhezní vrstva b₃ a přičemž uzavírací vrstva po uzavření povrchu vzhledem k polypropylenové vrstvě je snímatelná silou nejvíce 15 N/15 mm.

Směsí polymerů se přitom rozumí kopolymery, případně izotropní kopolymery z propylenu a ethylenu a/nebo α-olefinu vzorce CH₂=CH-R, která je při obvyklém způsobu výroby blokového polymeru charakterizována tím, že v prvním kroku v prvním reaktoru se místo čistého

-1 CZ 293615 B6 homopolymeru polypropylenu vyrobí izotropní kopolymer ethylenu a propylenu, v druhém kroku v prvním reaktoru se polymerizují z vhodné monomerové směsi ethylen-propylenkaučukové bloky. Výroba se může provádět například analogicky k EP 0373660 (A).

Směs ai) polymerů přitom obsahuje au) 60 až 98 % hmotn. krystalického kopolymeru z propylenu s ethylenem a/nebo α-olefínu obecného vzorce CH2=CH-R. R přitom značí lineární nebo rozvětvenou alkylovou skupinu s 2 až 8 atomy uhlíku. Příklady vhodných komonomerů jsou buten, penten nebo hexen. Výhodné jsou kopolymery propylenu s ethylenem. Podíl propylenu v kopolymeru leží mezi 85 a 99,5 hmotn. %, přednostně mezi 90 a 98 hmotn. %.

Druhá komponenta ai ₂) směsi a,) polymerů obsahuje 2 až 40 hmotn. % elastického kopolymeru z ethylenu s propylenem a/nebo α-olefinu obecného vzorce CH₂=CH-R. R má opět shora uvedený význam. Výhodné jsou kopolymery ethylenu a propyleny. Podíl ethylenu přitom činí 20 až 70 hmotn. %., výhodně 25 až 60 hmotn. %.

Jako komponenta a2) se používá polymer ethylenu a nosná vrstva. Polymerem ethylenu se přitom rovněž rozumí homopolymer ethylenu, jakož také kopolymery ethylenu s jinými komonomery. Vhodné kopolymery ethylenu obsahují například ještě přiřazené podíly nenasycených komonomerů, například vinylacetátu nebo C₃ až C₁₀ alkylenu, například propylenu, butenu, hexenu nebo oktenu. Výhodně se však používají homopolymery. Použité homopolymery přitom mají hustotu 0,89 až 0,98 g/cm³. Výhodně se používají nízko hustotní polyethyleny (LDPE) s hustotou mezí 0,915 až 0,935 g/cm³.

Uzavírací vrstva může obsahovat obvyklé přísady, jako jsou stabilizátory, uhlovodíkové pryskyřice, barviva, pigmenty, antioxidátory, mazadla, antistatika, UV-absorbery, modifikátoiy viskozity, antiblokovací přípravky, zmatňovací přípravky, protipožární prostředky, biostabiliozátory, nukleační prostředky, trvrdidla a podobně. Přísady eventuálně nohou obsahovat obvyklá plniva. Jako plnivo je například vhodný oxid křemičitý v podobě skla nebo křemene, křemičitan, zejména v podobě mastku, titanitan, titaničitan, oxid titaničitý, oxid hlinitý, uhličitan vápenatý, zvláště v podobě křídy, magnesit, oxid hořečnatý, oxid železnatý, karbid křemičitý, nitrid křemičitý, síran bamatý, kaolin a podobně. Přednostní je uzavírací vrstva bez plniva.

Při výrobě uzavírací vrstvy podle vynálezu se polymerová směs ai) a požadovaný polymer ethylenu a₂) navzájem promíchají ve vhodném zařízení, například v extrudéru nebo míchačce a dále se zpracují obvyklou technologií.

Uzavírací vrstva (a) má výhodně tloušťku 4 až 50 μηι, přednostně 8 až 25 pm. Uzavírací vrstva (a) balicí fólie podle vynálezu obsahuje rovněž nosnou vrstvu, která sestává z vrstvy bj z termoplastického polymeru nebo z vrstvy bi a krycí vrstvy b₂ z termoplastického polymeru nebo z papíru, přičemž mezi vrstvami bi a b₂ je případně alespoň jedna adhezní vrstva b₃.

Jako termoplastické polymery vstupují přitom do úvahy všechny běžné termoplasticky deformovatelné plastické hmoty. Těmito termoplasticky deformovatelnými plastickými hmotami jsou například polyolefiny, polyamidy, polyestery, polystyroly, polyoxyalkyleny, polyvinylchloridy, polyethersulfony, polyuretany, polyethylentereftalát nebo polybutylentereftalát, polyimidy, polyetherketony, polykarbonáty a podobně. Výhodně se jako nosná vrstva používají polyolefiny, zejména polypropyleny. Za polypropyleny jsou přitom považovány homopolymery polypropylenu, jakož také blokové kopolymeiy, izotropní kopolymery nebo izotropní blokové kopolymery s podřízenými podíly jiných C₂ až Cio-alkenů nebo jejich směsí. Při použití homopolymeru polypropylenu se může také použít krystalizující polypropylen. Jako krystalický polypropylen jsou vhodné například polypropyleny, jaké jsou popsány v EP 255 693, výhodně s vysoce izotaktickým podílem pentadenu, který leží mezi 0,955 a 1,0. Měřicí metoda je popsána vEP-B-0255693.

-2CZ 293615 B6

Termoplasty se mohou v případě potřeby nahradit až 50% hmotn., přednostně 10 až 20% hmotn. plniva. Jako plniva jsou vhodná již popsaná plniva. Dále může nosná vrstva obsahovat další obvyklé přísady analogické k uzavírací vrstvě.

Nosná vrstva b) může být, jak je uvedeno výše, jednovrstvá, jakož také vícevrstvá, takže existují různé konstrukční varianty.

Přednostní varianty jsou uvedeny v následujícím.

Podle první varianty sestává nosná vrstva jen z jedné pokladové vrstvy b_x) z jednoho shora uvedeného termoplastu nebo směsi z více termoplastů, která může eventuálně obsahovat jedno nebo více ze shora popsaných obvyklých plniv. Výhodně sestává podkladová vrstva b]) z polyolefinu, výhodně z polypropylenu bez plniva nebo s ním. Polypropylenem může přitom být homopolymer polypropylenu, krystalující homopolymer polypropylenu nebo jejich směs nebo směs blokového polymeru polypropylenu nebo izotropního blokového kopolymeru nebo izotropního kopolymeru, přičemž kopolymery obsahují podřízený podíl jiných C₂ až Cio-alkenu.

Podle druhé varianty sestává nosná vrstva z podladové vrstvy bi) a přídavné vrstvy b₂), která plní funkci krycí vrstvy. Podkladová vrstva b_x) přitom odpovídá vrstvě popsané v souvislosti s první variantou. Krycí vrstva b₂) sestává případně přednostně ze shora popsaného polypropylenu, například z homopolymeru polypropylenu nebo krystalujícího homopropylenu polypropylenu.

Krycí vrstva b₂) může být v případě potřeby vytvořena také z jiné než shora uvedené plastické hmoty, výhodně z teplu odolného termoplastu, jako je polyamid, polyethylentereftalát, polykarbonát nebo polyoxilalkylen, nebo také z papíru. Přitom je výhodné vložit mezi vrstvy bi a b₂jednu nebo více přilnavých vrstev b₃). Přilnavá vrstva může být přilnavá vrstva může být přitom například vytvořena z obvyklých kašírovacích lepidel na bázi polyetheru nebo polyesteru a rovněž z polymemích přilnavých prostředků.

Podle třetí varianty může nosná vrstva přídavně obsahovat například k zabránění vstupu kyslíku ještě bariérovou vrstvu b₄) polyamidu, polyethylentereftalátu, ethylenvinylalkoholu.

Přitom mohou vzniknout různá pořadí vrstev. V nosné vrstvě jsou například výhodné následující pořadí vrstev bi-b₃-b₄-b₃-b₂ nebo bi-b₃-b₄-b₂

U všech shora uvedených variant a obvyklého pořadí vrstev b_x až b₄ může být na poslední z těchto vrstev, případně na vnější straně nosné vrstvy nanesena vrstva laku, z laku odolného vysoké teplotě, může být metalizována, rovněž může být opatřena vrstvou z oxidu křemičitého, oxidu hořečnatého nebo oxidu hlinitého, které rovněž mohou být opatřeny lakem.

Dále je také možné nanést fólie obvyklým způsobem fólie.

Celková tloušťka nosné vrstvy b činí mezi 20 až 3000 pm, výhodně mezi 50 až 2000 pm.

Výroby balicí fólie podle vynálezu se provádí běžným postupem, pokud možno plošným nanesením uzavírací vrstvy a) na nosnou vrstvu b). Výroba vícevrstvých fólií se provádí například koextrudací, vytlačováním, vyfukováním nebo na kalandrech a/nebo koextrudačním převrstvením nebo kašírováním.

U způsobů převrstvení se například nejprve na nosný pás nanáší látka použitá pro převrstvení, následně se provádí gelování, chlazení, orovnávání a navinutí. Při vlastním koextrudačním

-3CZ 293615 B6 převrstvení se v převrstvovacím zařízení překryje filmem taveniny, která se nataví v extrudéru a nanáší se pomocí vytlačovací štěrbinové trysky a může sestávat z jedné nebo více vrstev polymeru. Při vznikající spojení uzavírací vrstvy a) a nosné vrstvy b) se chladí a vyhlazuje v chladicí přítlačné jednotce. Potom se spojený pás navíjí.

Při kašírování se analogicky jako při převrstvení provádí rovněž nanášení na nosný pás krycí látky, hlazení a chlazení, porovnávání a navinutí. Při vlastním extrudačním kašírování předem zhotovený nosný plášť vstupuje do hladicího stroje, který má tři až čtyři válce. Přitom se nosný pás před první mezerou mezi válci překryje filmem taveniny, která se taví v extrudéru a nanáší se vytlačovací štěrbinovou tryskou. Před druhou mezerou mezi válci se přidá druhý předem zhotovený pás. Takto vznikající spojení se při průchodu druhou mezerou mezi válci vyhladí, následně se ochlazuje, porovnává se a navíjí se.

Po vykování nebo koextrudaci vytlačovací štěrbinovou tryskou se obecně nejprve směs uzavírací vrstvy a) a termoplastického polymeru nosné vrstvy b) v různých extrudérech za vhodných podmínek roztaví a potom se v podobě proudů taveniny za vytvoření vícevrstvého proudu svádí do koextrudačního nástroje. Potom se provádí vynášení, porovnávání a chlazení vícevrstvého pásu taveniny a navinutí fólie.

Různé varianty způsobu výroby se mohou podle požadované struktury fólie rovněž také navzájem kombinovat.

Takovéto způsoby probíhají obvykle při teplotách 170 až 280 °C, tlaku 70xl0⁵ až 250 x 10⁵N/m² a při střední době průchodu vrstvou b), která je vytvořena jako jednovrstvá nebo vícevrstvá flexibilní krycí fólie nebo jako jednovrstvá nebo vícevrstvá hlubokotažná fólie.

V případě flexibilní krycí fólie se vyrobí fólie s celkovou tloušťkou vrstev (a + b) 30 až 400 pm, výhodně 50 až 250 pm. Krycí fólie se potom uzavře přes uzavírací vrstvu pomocí obvyklého uzavíracího nebo svařovacího postupu na vhodný balicí materiál na bázi polypropylenu, jako je polypropylenová hlubokotažná nádoba. Uzavírací kontaktní stranu výhodně tvoří polypropylenová vrstva. Po uzavření odolává šev průtlaku 2 x 10⁴N/m². Otevření takto vytvořených obalů nastává jednoduchým stažením krycí fólie při malých silových nárocích nejvíce 30N/15 mm podle ISO 527.

Dále se mohou flexibilní fólie s celkovou tloušťkou vrstev (a + b) 30 až 150 pm navzájem uzavřít tak, že se získá fólie v podobě sáčku, přičemž lze fólie snadným stažením navzájem lehce oddělit. Přitom jsou přednostní následující varianty:

b + a uzavřeno proti b + a nebo b + a uzavřeno proti monofólii sestávající z polypropylenu, přičemž jako propylen se používá hopolymer polypropylenu, blokový polymer polypropylenu, izotropní kopolymer a izotropní kopolymer polypropylenu, nebo b + a uzavřeno proti vícevrstvé fólii z uzavírací z polypropylenu a jedné nebo více nosných z termoplastického polymeru.

Další použití představuje výroba termofólie s celkovou tloušťkou vrstev a + b 150 až 350 pm. Termofólie je hlubokotažná a lze ji lehko uzavřít do balicí schránky, například do skořepiny nebo poháru, přičemž kontaktní stranou pro uzavření je polypropylenová vrstva. Také v tomto případě lze lehce obal otevřít stažením hlubokotažného krytu silou nejvíce 30N/15 mm. Přednostně je k otevření potřebná síla nejvíce 15 N/15 mm.

Uzavírací vrstva a) se může dále nanést výhodně na 0,15 až 3 mm tlustou jednovrstvou nebo vícevrstvou hlubokotažnou fólii, například hlazením nebo vytlačováním a následně deformovat za tepla, případně hlubokým tahem, takže se získá hlubokotažená skříňka, jejíž součástí je na vnitřní straně uzavírací vrstva. Vrstvy hlubotažné fólie přitom odpovídají nahoře popsané nosné

-4CZ 293615 B6 vrstvě b). Uzavření takto získaného obalu potom nastává libovolnými krycími fóliemi, které sestávají z jedné nebo více vrstev na polypropylenu nebo z kombinace různých termoplastů, přičemž uzavírací kontaktní stranu tvoří přednostně polypropylenová vrstva, výhodně zejména vrstva homopolymeru polypropylenu. Výhoda tohoto hlubokotažného obalu je, že se může vytvarovat hlubokým tažením v jedné operaci a že pro definování naříznuté oblasti stanovené pro otevření obalu nejsou zejména nutné nevýhodné drážky a vruby a podobně.

Teplota uzavírání leží podle celkové tloušťky fólie mezi 85 a 240 °C, přednostně mezi 120 a 200 °C.

Obal, případně obalová fólie podle vynálezu jsou charakterizovány snadnou zpracovatelností, lehkým stahováním, respektive otevřením, vysokou těsností a vysokou mechanickou odolností, takže jsou vhodné k použití pro lehce otevíratelné obaly každého typu, to znamená pro nepotravinářskou a potravinářskou oblast. Výhodně se používají v potravinářství, zejména pro balení mléčných výrobků, jako jsou například jogurty.

Příklady provedení vynálezu

Následující třívrstvé fólie byly vyrobeny se strukturou vrstev a-b]-b₂ pomocí koextruze. Tloušťka vrstvy a činila 10 pm, vrstvy bj činila 60 pm a vrstvy b₂ 10 pm.

Fólie 1:

Uzavírací vrstva a sestává ze směsi z ap 60% hmotn. polypropylenu s podílem 6,5% hmotn. polymerizovaného ethylenu MFI (230/2,16): 8 g/10 min a a₂: 40 % hmotn. polymeru ethylenu s hustotou 0,923 g/cm³, MFI (190/2,16): 0,75 g/10 min.

Nosná vrstva sestává z:

bp směs ze 60 % hmotn. blokového kopolymeru polypropylenu s MFI (230/2,16): 5 g/10 min a 40 % hmotn. krystalizujícího homopolymeru polypropylenu s MFI (230/2,16): 8 g/min a b₂: krystalizující homopolymer polypropylenu s MFI (230/2,16): 8 g/10 min.

Fólie 2

Uzavírací vrstva a sestává ze směsi z ap 60% hmotn. vysokostupňového amorfního polypropylenu s taviči entalpií 25 J/g a MFI (230/216): 12 g/10 min a a₂: 40 % hmotn. polymeru ethylenu p je rovno = 0,923 g/cm³, MFI (230/2,16): 0,75 g/10 min.

Nosná vrstva je analogická s předchozí fólií.

MFI značí tavný index, to znamená množství v gramech termoplastů, které jsou ohřátý na stanovenou teplotu, extrudovaných během 10 minut za použití stanovené síly pomocí normované trysky. Podmínky jsou stanoveny například v DIN 53735.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Balicí fólie sestávající z uzavírací vrstvy (a) ze směsi z ai) 40 až 80 hmotn. % směsi polymerů sestávající z au) 60 až 98 hmotn. % krystalického kopolymeru z propylenu s ethylenem a/nebo aolefinem obecného vzorce CH₂=CH-R, přičemž R je lineární nebo rozvětvená alkylová skupina s 2 až 8 atomy uhlíku, obsahujícího 85 až 99,5 hmotn. % propylenu, a

ai,₂) 2 až 40 hmotn. % elastického kopolymeru z ethylenu s propylenem a/nebo a-olefínem obecného vzorce CH₂=CH-R, přičemž R má shora uvedený význam, obsahujícího 20 až 70 hmotn. % ethylenu, a

a₂) 20 až 60 hmotn. % polymeru ethylenu, a nosné vrstvy b z vrstvy bj z termoplastického polymeru, nebo z vrstvy bi a z krycí vrstvy b₂ z termoplastického polymeru nebo z papíru, přičemž mezi vrstvami b_t a b₂ je případně alespoň jedna adhezní vrstva b₃, a přičemž uzavírací vrstva po uzavření povrchu vzhledem k polypropylenové vrstvě je snímatelná silou nejvíce 15N/15mm.
2. Balicí fólie podle nároku 1, vyznačující se tím, že termoplastickými polymery jsou polyolefiny, polyamidy, polyuretany, polyesteiy, polyvinylchlorid nebo jejich směsi.
3. Balicí fólie podle nároku 1, vyznačující se tím, že vrstva bi sestává z polyolefinu, který případně obsahuje plnivo.
4. Balicí fólie podle nároku 3, vyznačující se tím, že polyolefínem je homopolymer polypropylenu, krystalický homopolymer polypropylenu nebo směsi s blokovými kopolymery polypropylenu nebo izotropními blokovými kopolymery nebo izotropními polymery propylenu, přičemž kopolymery obsahují přiřazený podíl dalších C₂ až Cio alkenů.
5. Balicí fólie podle nároku 1, vyznačující se tím, že krycí vrstva b₂ sestává z homopolymerů polypropylenu, krystalických homopolymerů polypropylenu nebo z tepelně odolných termoplastů, jako je polyamid, polyethylentereftalát, polykarbonát nebo polyoxyalkylen.
6. Balicí fólie podle nároku 1, vyznačující se tím, že krycí vrstva b₂ sestává z papíru.
7. Balicí fólie podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosná vrstva b je vícevrstvá a sestává z vrstev bi, b₂, b₃, jakož i přídavné bariérové vrstvy b₄, přičemž pořadí vrstev může být b]-b₃-b4-b₃-b₂ nebo bi-b₃-b₄-b₂ a bariérová vrstva b₄ je tvořena z polyamidu, polyethylentereftalátu nebo ethylenvinylalkoholu.
8. Balicí fólie podle nároku 1, vyznačující se tím, že na vnější stranu nosné vrstvy je nanesena vrstva laku, vrstva papíru, vrstva kovu nebo vrstva z kovových oxidů a oxidu křemičitého, oxidu hlinitého nebo oxidu hořečnatého, která je případně opatřena lakem.